Development and validation of an analytical method (SPE- HPLC) for determination of emerging compounds in surface waters

ARAÚJO, S. A. M. Desenvolvimento e validação de um método analítico (SPE–HPLC) para determinação de compostos emergentes em águas superficiais. 2014. 169 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.Emerging organic pollutants (EOP), or Emerging Contaminants, is a term that is used to refer any chemical compound insert in variety of comercial products such as medicines, veterinary products, food packaging, pesticides, or any microorganism. The EOP can be found in environmental and ecological arrays not usually monitore or government unregulated, and poses risks to human health na environment. The methodological approach of this thesis included a developed and validated method to determine caffeine, ciprofloxacin, 17β-estradiol, 17α-ethinylestradiol and diethylstilbestrol, considered endocrine disruptors. The method uses a Solid-Phase Extraction (SPE) and high performance liquid cromatography coupled to a diode array detector. Chromatografic conditions were established by gradiente elution using acetonitrile and ultrapure water (pH = 2). The experimental design performed by SPE showed that better responses are achieved when it is used the cartridge C18, 500 mL sample volume, pH 3,0 and 2,0 mL 100% methanol elution volume. The method validation parameters indicated satisfatory selectivity, sensitivity, linearity, precision, accuracy and robustness. Detection limits (DL) ranged from 0,283 to 1,543 μg/L (ppb) and quantification limits (QL) ranged from 0,944 e 5,142 μg/L (ppb). A new quality control strategy using surrogate standard was proposed, and a relation factors (RF) was established to correct of concentrations of compounds of interest in real samples. The validated method was applied to the analysis of surface waters reservoirs from water supply system in metropolitan region of Fortaleza. The compounds 17β-estradiol, 17α-ethynyl estradiol was detected in a maximum concentration of 989 to 980 ng / L, respectively.Poluentes orgânicos emergentes (POEs) ou simplesmente contaminantes emergentes referem-se a qualquer composto químico presente numa variedade de produtos comerciais como medicamentos, produtos de uso veterinário, embalagens de alimentos, produtos de higiene, agrotóxicos, ou alguns microrganismo. Os POEs podem ser encontrados em matrizes ambientais e biológicas, não são usualmente monitorados ou ainda não possuem legislação regulatória correspondente, e apresentam risco potencial à saúde humana e ao meio ambiente. Neste trabalho, foi desenvolvido e validado um método para a determinação de cafeína, ciprofloxacina, 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol e dietilestilbestrol, considerados interferentes endócrinos. O método desenvolvido utilizou extração em fase sólida (SPE) e cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a um detector de arranjo de diodos. Foram estabelecidas condições cromatográficas com eluição por gradiente utilizando acetonitrila e água ultrapura pH 2,0. O planejamento fatorial realizado por SPE indicou que melhores respostas são alcançadas quando utiliza-se o cartucho C18, 500 mL de volume de amostra, pH 3,0 e volume de eluição igual a 2,0 mL de metanol 100%. As figuras de mérito de validação do método indicaram seletividade, sensibilidade, linearidade, precisão, exatidão e robustez satisfatórias para a maioria dos compostos estudados. Os limites de detecção (LD) variaram entre 0,283 e 1,543 μg/L (ppb) e os limites de quantificação (LQ) variaram entre 0,944 e 5,142 μg/L (ppb). Foi proposta uma nova estratégia de controle de qualidade utilizando padrão surrogate, e estabelecido um fator de relação (FR) a fim de corrigir as concentrações dos compostos de interesse em amostras reais. O método validado foi aplicado nas análises de água superficial dos açudes que fazem parte do abastecimento de água da Região Metropolitana de Fortaleza/CE. Os compostos 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol foram detectados numa concentração máxima de 989 e 980 ng/L, respectivamente